旋压成型工艺模具

７次
《模具制造》２００６ 年第 ８ 期
图 ６ 茶壶（或称水壶）缩口旋压模实物照片
图 ７ 罗锅身缩口旋压模实物照片
４ 旋压模设计的主要参数
（１）几何参数见表 １、表 ２、表 ３、表 ４ 所示。 （２）单位面积上旋压力 Ｐｎ 的计算。
旋压成型的塑性流动呈非线性关系，对于圆筒
件，如旋轮也加工成圆柱体，则依弹性力学中两圆柱
１ 引言
各种金属板材的旋压成型在工业上得到广泛的 应用，日用器皿的生产也归入模具成形产品的范畴， 有关这方面资料太少，可作如下简单分类（见图 １）。
３ 日用器皿旋压成型的典型模具
图 ３ 所示为锅盖凸缘强力旋压成型模，图 ４ 为锅 盖凸缘强力旋压成型，其计算公式见表 １ 所示。
图１ 旋压模分类及操作方式
·冲 模 技 术·
旋压成型工艺在模具上应用
昆明市铝制品厂（云南昆明 ６５０１１８） 邬天祥 吕天锡
【摘要】以多个实例详细介绍了旋压成型结构及设计参数的计算。 关键词：旋压；工艺；参数；成型
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｏｔａｔｅｄ Ｐｒ ｅｓｓｉｎｇ Ｆｏｒ ｍｉｎｇ Ｐｒ ｏｃｅｓｓ ｏｎ Ｄｉｅ
表 ３ 茶壶身旋压模资料
名称及符号
Ｄ０ ｈ ｈ０ Ｄ ｄ Ｒ ｒ 落片直径 旋压主轴转速 旋压机主轴 旋压机送进轴 容水量 旋压次数
茶壶规格
２６ｃｍ
２４ｃｍ
２２ｃｍ
备注
&２５４ １８２ １７８ &１６０ &１５９ ４７．５ ４５
&２３４ １６５ １５６ &１４５ &１４４ ４５ ４６
&２１４ １５０ １３６ &１３０ &１２９ ４２．５ ３５
规格（２２ｃｍ 高锅盖）
&２３２ &２１９ &５８ ８０．５ &７１ &１６８
备注 单位：ｍｍ
茶壶缩口旋压模如图 ６ 所示，罗锅身缩口旋压模 如图 ７ 所示。
图５ 茶壶旋压成型模图（材料：纯铝板）
符号 Ｄ０ ｈ ｈ０ Ｄ ｄ Ｒ
Ｄｕ
表 ２ 茶壶旋压成型设计公式
名称
公式
工件压延内径 ＝落片直径×压延系数（取 ０．５）
限
!ｓ＝８ｋｇＮ／ｍｍ２，则 Ｐｎ＝２．７８×８＝２３ｋｇ／ｍｍ２ 对于铝制茶壶身旋压，赶棒（Ｗ１８ＣｒＶ）与圆筒工件 旋压面积一般近似 Ａ＝３ｍｍ２
那末总旋力：
Ｐ＝ＰｎＡ＝６９ｋｇ
（５）
上式表明：可实现人工旋压，降低自动机构的制
造费用，赶棒依力学杠杆原理设计，减轻工人劳动强
Ｙ＝－
ＰＬ３ ３ＥＩ
（６）
工件切边高度 等面积计算
工件成型高度 按容水量规范确定
工件口部直径 工作要求（无回弹设计）
偏心旋轮直径 ｄ＜Ｄ 我厂取 ｄ＝Ｄ－ １ｍｍ
偏心距
Ｒ＝ Ｄ０－ ｄ ２
" " ２# Ｄｕ／２
橡皮产生的扭矩 Ｍ＝
Ｐ２Ｆ$ｄｐｄ%
００
防滑橡胶板直径 Ｆ 压强
$ 摩擦系数取 ０．６
表 ３ 所示为我厂茶壶身旋压模资料。
茶壶底筋旋 凸后标准尺 寸分别为 Ｄ０＝ ２６ｃｍ、２４ｃｍ、 ２２ｃｍ （ 内 旋 压）单位：ｍｍ
&５０７
&４７０
&４２６
单位：ｍｍ
２０００￣３０００ ２０００￣３０００ ２０００￣３０００ 单位：ｒｐｍ
Ｍ５０×５
Ｍ５０×５
Ｍ５０×５
单位：ｍｍ
&５０
&５０
&５０
单位：ｍｍ
７．４
５．７
４．１
单位：ｋｇｆ
【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｒｏｔａｔｅｄ ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｂｙ ｓｅｖｅｒａｌ ｒｅａｌ ｉｎｓｔａｎｃｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｒｏｔａｔｅｄ ｐｒｅｓｓｉｎｇ； ｐｒｏｃｅｓｓ； ｐａｒａｍｅｔｅｒ； ｆｏｒｍｉｎｇ
体接触面上的赫芝应力呈椭圆形分布，最大值在接触
中心。
! !ｍａｘ＝０．４１８
Ｐｎ
Ｅ "
式中 Ｅ— ——综合弹性模量
（１）
"—— —综合曲率半径
·３７·
·冲 模 技 术·
裙边油底壳拉伸工艺分析及模具设计
东风朝阳思益有限责任公司锻压公司（辽宁朝阳 １２２０００） 潘玉云 陈相杰
【摘要】对裙边油底壳进行了工艺性分析、模具设计。介绍了裙边油底壳拉伸模结构，裙边油 底壳周边需在凹模和压边圈拉伸成形。 关键词：裙边油底壳；凸模；凹模；压边圈；拉伸模
１ 前言
柴油机油底壳属于形状复杂的异形拉伸件，系柴
油机中难度较高的冲压件之一，２００５ 年三季度，郑州 日产柴的皮卡车装发动机的零部件油底壳由 ３ 件主
""""""""ຫໍສະໝຸດ Baidu"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
Ｐｎ——单位长度上载荷 危险点深处 ０．４（ａ ａ 为接触面半宽度），该点主应 力依次是：
度。 １Ｃｒ１３ 不锈钢屈服限 !ｓ≈４８ｋｇＮ／ｍｍ２，是铝的 ６
倍，旋压力可达 Ｐ＝４２０ｋｇ，建议机动旋压。
!１＝－ ０．１８０ !ｍａｘ !２＝－ ０．２８８ !ｍａｘ !３＝－ ０．７８０ !ｍａｘ 对于塑性金属材料 ＭｉＳｅＳ 屈服条件：
（２）
（３）旋轮轴、送进轴的刚性位移。 在强力旋压情况下，旋压力过大将使轴发生弹性
Ｄｒ ａｗｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｉｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｈｉｒ ｔ Ｓｉｄｅ Ｏｉｌ Ｂｏｔｔｏｍ Ｓｈｅｌｌ
【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｅ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｓｈｉｒｔ ｏｉｌ ｂｏｔｔｏｍ ｓｈｅｌｌ． Ｔｈｅ ｄｒａｗｉｎｇ ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｈｉｒｔ ｏｉｌ ｂｏｔｔｏｍ ｓｈｅｌｌ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｂｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｈｉｒｔ ｏｉｌ ｂｏｔｔｏｍ ｓｈｅｌｌ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｄｒａｗｎ ａｔ ｃｏｎｃａｖｅ ｄｉｅ ａｎｄ ｂｌａｎｋ ｈｏｌｄｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｓｈｉｒｔ ｏｉｌ ｂｏｔｔｏｍ ｓｈｅｌｌ； ｐｕｎｃｈ； ｃｏｎｃａｖｅ ｄｉｅ； ｂｌａｎｋ ｈｏｌｄｅｒ； ｄｒａｗｉｎｇ ｄｉｅ
·３６·
图 ４ 锅盖凸缘强力旋压成型
表 １ 锅盖凸缘强力旋压计算公式
符号 Ｄ０ Ｄ ｄ０
名称 工件压延内径 工件口部直径 偏心旋轮直径
Ｒ
偏心距
ｄ 偏心旋轮凸缘成型直径
Ｄｕ
防滑橡胶板直径
公式
落片直径×压延系数
工作使用要求（无回弹设计）
按偏心轴的刚度计算确定
Ｒ＝ Ｄ－ ｄ０ ２
ｄ＝ｄ０＋Ｄ０－ Ｄ
橡皮产生的扭矩
２ 旋压的设备
（１）专用旋压机。 （２）可用普通车床改制，各主要部件刚性要好，图 ２ 为我厂改制旋压机示意图。
图 ３ 锅盖凸缘强力旋压成型模
图 ２ 简易旋压机示意图 １．电机（４．５ｋＷ） ２．旋压机主轴 ３．旋轮 ４．旋 压机送进轴 ５．靠模 ６．连杆 ７．蜗轮蜗杆传动 ８．减速箱（汽车变速箱） ９．电机（２．８ｋＷ）
弯曲，其位移的精确式可由能量法卡氏定理计算，在 日用器皿上可用材料力学的公式计算：
（!１－ !２）２＋（!２－ !３）２＋（!３－ !１）２＝２!ｓ２ （３） 式中 !ｓ 为塑性材料的屈服限，将危险点主应力 代入上式解出：
!ｍａｘ＝２．７８!ｓ
（４）
式（４）可作为旋压力 Ｐｎ 的最小近似值，铝的屈服
Ｍ＝ ! １２
"ＦＤｕ３ 解出Ｄｕ
《 模具制造》２００６ 年第 ８ 期
·冲 模 技 术·
图 ５ 所示为茶壶旋压成型模具结构。 材料为纯铝板，其设计公式见表 ２ 所示。
表 ４ 为不锈钢（１Ｃｒ１３）锅盖凸缘强力旋压成型资料。
表 ４ 不锈钢（１Ｃｒ１３）锅盖凸缘强力旋压成型资料
符号
Ｄ０ Ｄ ｄ０ Ｒ ｄ Ｄｕ
对矩形轴：
Ｉ＝
６ｈ３ １２
式中 Ｅ— ——弹性模量，钢 ２．１×１．０４ｋｇ／ｍｍ２
Ｄ— ——矩形宽度，ｍｍ
ｈ— ——矩形高度，ｍｍ
对圆形轴：
Ｉ＝
"ｄ４ ６４
（４）对铝板材旋压模材料选取。
芯模 ４０Ｃｒ，调质 ２４０￣２８０ＨＢ。
旋轮 Ｗ１８Ｃ４Ｖ（代用材料 ９ＣｒＳｉ 淬火 ６０￣６２ＨＲＣ）。
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《 模具制造》２００６ 年第 ８ 期